自适应幅值比的有源配电网差动保护方案

分布式电源大量接入配电网,改变了传统配电网单侧电源结构,易导致配网线路中出现双向潮流、电压越限和潮流波动等问题.文章首先分析了基于恒定功率控制的逆变型分布式电源故障特性以及有源配电网故障特性,提出了具有自适应幅值比的有源配电网差动保护方案.利用端电流的相位差自适应调整保护方案的幅值约束条件:在区内发生故障时,可以减少制动范围,防止保护拒动;在区外发生故障时,则可以增加制动范围,防止保护误动.最后,在PSCAD中搭建相关仿真模型,对所提有源配电网保护方案进行验证,结果表明该保护方案具有良好的适应性.     

适用于含分布式电源配电网的纵联保护方案

针对含分布式电源(DG)配电网,在对线路相间短路故障分析的基础上,得出在规定的DG渗透率及逆变器输出电流限制下,故障线路两侧电流幅值不相等的结论。基于故障线路两侧电流幅值差异提出适用于含DG配电网的新型纵联保护方案。保护判断所需电气量为线路两侧故障电流幅值以及保护线路外侧的等效测量阻抗。判据的实现不依靠采样值同步环节,与传统纵联差动保护相比对通信系统要求较低。同时,算法对逆变型DG等值模型不确定性也进行了一定的考虑,以保证新方案的实用性和正确性。     

基于电流幅值比的有源配电网自适应差动保护原理

随着分布式电源在配电网中渗透率的不断提高,电流差动保护可能会出现灵敏性的问题.首先对线路两侧故障电流幅值的关系进行分析,然后根据此特性提出了基于电流幅值比的自适应电流差动保护原理,该原理采取了在不同故障位置时具有不同制动系数值的方法.通过理论分析及Matlab/Simulink仿真验证可知,该原理可在保证区外故障不误动...     

基于自适应制动补偿系数的有源配电网电流纵联差动保护

为了解决传统的三段式电流保护难以适用于有源配电网的问题,通过分析含不同类型分布式电源的配电网正序电流故障分量在区内外故障时的幅相特征差异,提出一种基于自适应制动补偿系数的电流纵联差动保护新方法。该方法采用改造后的e指数函数构建制动补偿系数,根据线路两侧正序电流故障分量的相位差和幅值比自适应决定补偿制动电流的程度。为有效应对不可测负荷分支给保护可靠性带来的消极影响,利用比幅式方向阻抗继电器的动作方程构造辅助判据。仿真结果表明,与传统电流纵联差动保护相比,该方法能够满足各种故障场景下有源配电网的保护需求,且灵敏度高,可靠性、耐受过渡电阻能力和抗时间同步误差能力强。     

一种计及低电压穿越的有源配电网继电保护方案

文章对配电网中逆变型分布式电源故障特性进行了分析,并提出了一种计及低电压穿越策略的有源配电网继电保护方案。建立了计及低电压穿越规范的逆变型分布式电源故障分析模型,提出了适用于有源配电网的故障分析方法;对于仅具备电流量测能力的有源配电网,提出一种基于电流幅值及相位条件的分布式保护方案,并在幅相平面对线路的故障特性进行分析。通过研究电流幅值和相位在故障线路和非故障线路上的不同特征,确定故障位置。在此基础上提出改进型判据,实现保护判据性能的提升。此方案可解决传统电流差动保护相移误差与判据灵敏度之间的矛盾,并且配电网仅需电流量测能力,有一定的工程价值。     

基于故障信息自同步的有源配电网纵联保护

随着分布式电源大量接入配电网,配电网结构变为多端电源网络,解决多端电源网络保护问题最行之有效的方法是纵联保护方案。但当前配电网硬件及通信水平无法满足纵联保护对线路两侧数据进行同步采样的要求。文中提出了故障信息自同步技术,故障时刻相对被保护线路两侧是同时的,以故障时刻为时间参考点,测量线路两侧基波电流故障时刻前后两相邻相同变化趋势峰值点的时间间隔变化,进而计算得到电流相位变化方向判定值,有效克服配电网难以同步采样的困难。基于故障信息自同步技术,文中提出了新型纵联保护方案,通过比较线路两侧电流相位变化方向判定值,即可判定故障位置。仿真验证了故障信息自同步技术的准确性,新型纵联保护方案具有良好的动作特性。     

含风场的多分布式电源接入配网线路保护的研究

分析了含分布式风场的多分布式电源的配电网支路故障电流特性,对故障定位矩阵算法进行改进优化。该方案对含分布式电源支路进行改进,首先采用故障正序和负序分量幅值之和初始突变量来定位故障相关区域,其次通过比较线路两侧电流幅值变化特性来定位故障。对综合幅值判据进行简化,在实际中采取对含分布式电源支路保护方案进行改进,其他支路保存不变方式减少了设备、节约成本,并且可以定位故障区段。在PSCAD/EMTDC平台上搭建配网模型,在对称及不对称负荷情况下对保护算法进行验证,试验结果证明方案的有效性。     

基于电流幅值关系与制动系数相配合的有源配电网差动保护方案

随着分布式电源在配电网中的接入量和渗透率的不断增加,传统的电流差动保护方案可能会出现灵敏性和选择性上的问题。该文首先分别从区内故障和区外故障对电流幅值故障特征进行数学分析,得出了馈线两端的电流幅值会在不同故障下出现较大差异,同时由于制动系数对电流差动保护的选择性和灵敏性起到决定性作用,基于此提出了一种基于故障电流幅值比与制动系数相配合的新型保护方案。最后通过理论分析证明及 Matlab/Simulink仿真验证可知,相比于传统的电流差动保护方案,该方案在保证选择性的前提下提升了灵敏性,工程实用性较高。     

基于补偿系数的有源配电网自适应电流差动保护

分布式电源的大规模接入使传统辐射型配电网的拓扑结构和故障特性发生了实质性的改变,给有源配电网的继电保护带来了严峻的挑战。为此研究了不同类型分布式电源的故障电流特征,深入分析了常规电流差动保护在幅相平面上的动作特性,归纳出几种常见的故障情形,并以此为基础提出了一种新型电流差动保护。该方案采用改造后的sigmoid函数构建补偿系数,可以根据两侧电流的幅值比决定补偿的程度,从而自适应的调整测量电流的幅值和相位。与常规差动保护相比,该方案能够适应有源配电网不同场景下的保护需求且具有更高的灵敏度。PSCAD/EMTDC平台的仿真实验验证了该保护方案的有效性和可靠性。     

适配高渗透率DG接入配电网的幅值比较式保护

对于高渗透率分布式电源(DG)接入的配电网,提出了新型综合电流幅值比较的保护原理,通过线路两端分相全电流幅值以及正序故障电流幅值的比较进行故障定位,实现了低成本与高可靠性的兼容。并通过PSCAD搭建10 kV含分布式电源配电网模型,全面仿真了不同DG渗透率、故障位置、故障类型、过渡电阻、非同步数据等多种因素对保护原理的影响。经过理论分析和仿真,证明方案能够准确实现故障定位,利用的数据简单,耐过渡电阻能力优秀,保护配置要求低,抗同步误差强。     

基于正序电流故障分量的有源配电网纵联保护

分布式电源就地接入配电网改变了传统辐射状配电网的拓扑与故障特性,对常规的馈线电流保护带来了影响。对此,基于分析不同类型分布式电源在区内外故障时正序电流故障分量的特征差异,提出一种基于正序电流故障分量的有源配电网保护新方法。该方法利用馈线两端正序电流故障分量的幅值比作为动作量,利用正序电流故障分量的相位差构造具有自适应性的制动阈值,能够适应有源配电网在不同场景下的保护需求,且具有灵敏性高、不受负荷影响、耐受过渡电阻能力强等优点。最后,基于所提方法开发了具有保护功能的智能终端样机,动模实验与RTDS测试验证该方法的有效性。     

含逆变型分布式电源的配电网分区域电流保护

针对大规模逆变型分布式电源接入配电网后对传统电流保护可靠性产生影响的问题,该文提出一种分区域电流保护方案。分析含逆变型分布式电源的配电网的故障特性,并将配电网线路划分为逆变型分布式电源的上游线路区域、下游线路区域和并网线路区域。针对上游线路区域的保护,提出一种自适应方向电流保护方案;下游线路区域则采用基于保护本地信息的自适应电流保护方案;并网线路区域考虑采用电流差动保护方案。通过算例系统进行仿真,验证了含逆变型分布式电源的配电网分区域电流保护方案的有效性。     

基于综合电流幅值比的永磁直驱风力发电机送出线路纵联保护

随着能源转型不断深入，配电网结构向电力电子化的多端网络转变。受逆变器型电源控制策略的影响，接入高比例逆变器型电源的送出线路电流保护方法容易失效。依据永磁直驱风力发电机接入配电网的故障限流特性，研究了一种基于综合电流幅值比的风机送出线路纵联保护方法。根据被保护线路两侧电流故障前后的比值差异，提出了全电流幅值比判据；同时，为提高保护的耐过渡电阻能力，构建了负序电流幅值比判据。在不同故障场景下，通过PSCAD仿真，验证了所提方法的可行性。     

基于故障同步识别的含分布式电源配电网充分式差动保护

分布式电源(DG)接入配电网后,配电网结构变为多电源网络,解决多电源网络保护问题最有效的方法是差动保护方案。传统差动保护方案需要使用被保护线路两端同步数据,但当前配电网通信自动化水平无法满足同步采样要求。文中提出了故障同步识别技术,测量线路工频基波电流故障时刻前后两相邻的相同趋势过零点的时间间隔,通过该时间间隔可计算故障后两端基波电流相位差并识别故障,有效克服保护无法同步采样的困难。基于故障同步识别技术,提出了充分式差动保护复合判据:仅由基波电流幅值和故障同步识别技术测得的时间量构成,包含改进标积制动判据和充分式比幅判据两部分。新复合判据解决了传统差动保护判据无法同时提高相移制动能力和灵敏性的矛盾。仿真验证了故障同步识别技术的准确性,充分式复合判据具有良好的动作特性。     

基于故障电流幅值比较的有源配电网故障定位方法

分析了分布式电源(DER)的短路电流特征和DER准入容量限制。通过分析有源配电网非故障区段与故障区段两侧开关短路电流的幅值关系,提出利用流过线路区段两侧的短路电流幅值比较进行有源配电网故障定位。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法在DER准入容量满足公共连接点处的电压变化量要求的情况下,可以实现有源配电网故障定位。     

分布式发电配电网新型充分式保护原理及方案

提出了一种新型的分布式发电配电网保护判断策略—充分式保护策略。其有别于传统保护思想要求保护方案对任何理论上可能出现的故障均有绝对的选择性,只针对那些在绝大多数情况下更有可能发生的故障,提取具有充分代表性的故障特征。传统保护方法难以解决分布式电源接入后的配电网保护问题,只能牺牲分布式电源的效率或大幅提升保护成本;充分式保护原理则是针对所提取的普遍性故障特征利用简单有效的方法优先解决。因建立在故障特性之上,保护对故障的判断是充分且可靠的。具体针对分布式发电配电网,文章分析了故障电流幅值的特征,在此基础上提出了基于电流幅值的充分式保护方案,并给出了详细的保护的判断方法和逻辑框图。在模拟分布式发电配电网的仿真中证明了充分式保护思想的实用性以及方法的正确性。     

含逆变型分布式电源的配电网正序阻抗纵联保护

逆变型分布式电源区别于传统电源的故障特性导致传统电流保护难以快速可靠切除故障,也影响了现有输电网保护原理直接应用于配电网的动作性能。借鉴电流差动保护原理思想,定义了正序差动阻抗,理论分析了其在区内外故障时的幅值差异,提出了一种适用于有源配电网的正序阻抗差动保护原理。为进一步改善保护性能,有效应对分支负荷的影响,构造了带制动特性的动作判据。针对区内三相金属性短路故障时保护存在的死区问题,利用故障时正序阻抗与正序电流幅值特征构造了辅助判据。与传统电流差动保护相比,所述方法无需两端数据同步采样,对通信要求较低。仿真结果验证了保护原理的有效性。     

考虑分布式电源接入的配电网电流保护配置及整定方案

分布式电源的故障电流具有非线性、间歇性的特点,给配电网中的传统三段式电流保护的整定与配合带来了挑战。针对该问题,文中分析了逆变型分布式电源的控制策略及故障特征,并结合正序故障附加网络提出了一种适用于含分布式电源配电网的电流保护整定方案。该方案利用自适应保护的思想设计了正序电流速断主保护,两侧过流继电器分别作为对侧末端故障时的近后备保护;最后,由定时限过电流保护作为全线路的远后备保护。基于PSCAD的仿真验证表明,所提方案在发生不同类型、不同位置的故障时均能可靠、准确地识别故障。     

有源配电网含不可测分支线路新型电流幅值差动保护判据

电流幅值差动保护的动作性能受不可测分支等实际工程因素的影响。为此,着重分析了有源配电网中含不可测分支线路两侧电流的幅值之差在正常运行以及区内、区外不同故障场景下的特征。在此基础上,利用故障前后被保护线路两侧电流正序分量的幅值之差,分别构成制动量和动作量,提出一种新型电流幅值差动保护判据。仿真结果表明,所提判据能适应不同的不可测分支接入容量。     

含分布式电源的配电网智能电流保护策略

以含有多分布式电源(distributed generation,DG)的配电网为模型,提出一种基于多智能体(Agent)的新型分布式电流保护策略。该策略以简单的工频电流比较为基础,运用智能体的分布式处理优势,实现对故障的在线搜索和定位。阐述了利用工频电流变化量幅值和相位比较法进行故障区域搜索、故障线路判定的原理：首先利用DG接入形成的T型节点判断故障搜索的正方向,确定一个较小范围的故障搜索区域;然后通过比较线路两端故障电流幅值或相位确定故障发生的最小区域,并最终完成故障隔离。文章在多智能体分布式处理与主动协作的基础上,提出了分布式电流保护的基本框架和算法流程,并在含有2个DG的配电网模型上进行了仿真验证,仿真结果证明了保护算法的正确性。该保护策略对分布式发电条件下配电网网络结构和运行方式的随机变化具有良好的适应性。